DE860757C

DE860757C - Device for preheating the coolant of a motor vehicle

Info

Publication number: DE860757C
Application number: DEP49986A
Authority: DE
Inventors: Alfred Boening; Eberhard Dipl-Ing Wolff
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1949-07-26
Filing date: 1949-07-26
Publication date: 1952-12-22

Description

Vorrichtung zur Vorwärmung der Kühlflüssigkeit eines Kraftfahrzeuges Bei Kraftfahrzeugmotoren ist es bekannt, die in den Abgasen des Motors enthaltene Wärme zu Heizzwecken auszunutzen. Ferner wurde schon vorgeschlagen, die im Motor umlaufende Kühlflüssigkeit zu Heizzwecken zu verwenden. Die bekannten Heizvorrichtungen sind dabei meistens als nachträglich einbaubar ausgebildet.Device for preheating the coolant of a motor vehicle In motor vehicle engines, it is known that contained in the exhaust gases of the engine To use heat for heating purposes. It has also already been suggested that in the engine to use circulating coolant for heating purposes. The known heating devices are mostly designed as retrofittable.

Ferner ist bekannt, die Kühlflüssigkeit des Motors mit Hilfe der Motorabgase beispielsweise über einen Wärmeaustauscher vorzuwärmen, um damit .den bekannten Übelstand zu beheben, daß der Motor insbesondere bei jeweils kurzzeitiger Inbetriebnahme wesentlich unter der für den- Betrieb desselben eigentlich erforderlichen Temperatur gefahren wird. Unabhängig von dieser Vorwärmung ist dabei in dem Kühlstoffkreislauf für den normalen Betrieb des Motors ein Kühler angeordnet, um die -erforderliche Rückkühlung der Kühlflüssigkeit bei Erreichung der erwünschten Betriebstemperatur zu gewährleisten.It is also known to cool the engine using the engine exhaust gases preheat for example via a heat exchanger in order to .the known To remedy the problem that the engine is particularly short-term start-up substantially below the temperature actually required for the operation of the same is driven. Independent of this preheating is in the coolant circuit for normal operation of the engine a cooler arranged to the -required Recooling of the coolant when the desired operating temperature is reached to ensure.

Der Erfindungsvorschlag besteht darin, die mit Hilfe der Motorabgase vorgewärmte Kühlflüssigkeit im Rahmen des Motorkühlstoffkreislaufes gleichzeitig auch zur Beheizung des Wageninnern heranzuziehen. Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch eine Vorrichtung zur Vorwärmung der Kühlflüssigkeit eines Kraftfahrzeuges mittels eines von den Motorabgasen beheizbaren, . regelbar in die Motorabgasleitung eingeschalteten Wärmeaustauschers, wobei, inRichtüng-desKühlmittelstrotnes gesehen, der Wärmeaustauscher hinter dem Motorkühlraum vor -dem Kühler angeordnet und außerdem an den Wärmeaustauscher p.ärä11el zum Kühler eine Wagenheizung in Form. einer Warmwasserheizung angeschlossen : ist, die durch ein Absperrventil abschalthar ist. Die Gesamtanlage nach dem Erfindungsvorschlag kann unter Aufwand geringer Mittel eingebaut werden und vermeidet infolge der kombinierten Verwendung der durch die Motorabgase vorgewärmten Kühlflüssigkeit einmal zur Vorwärmung des Motors und zum anderen zur Beheizung des Wageninnern eine schädliche Unterkühlung des Motors und ermöglicht gleichzeitig eine wirksame Beheizung des Wageninnern.The inventive proposal consists in using the engine exhaust preheated coolant in the engine coolant circuit at the same time can also be used to heat the interior of the car. This is achieved according to the invention by a device for preheating the coolant of a motor vehicle by means of a heatable from the engine exhaust gases,. adjustable in the engine exhaust line switched on heat exchanger, where, seen in the direction of the coolant flow, the heat exchanger is located behind the engine cooling chamber in front of the radiator and also to the heat exchanger p.ärä11el to the radiator a car heater in the form. a hot water heater connected: which can be switched off by a shut-off valve. the The entire system according to the invention proposal can be built in with little effort and avoided as a result of the combined use of the exhaust gases produced by the engine preheated coolant once to preheat the engine and the other to Heating the inside of the car causes harmful undercooling of the engine and enables at the same time effective heating of the interior of the car.

In der Abbildung ist eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern kann vielmehr auch in beliebiger anderer Form verwirklicht werden.In the figure is an example embodiment of the invention Device shown schematically. The invention is not limited to that illustrated embodiment, but can also be used in any other Form can be realized.

An Hand der Abbildung wird im folgenden, die Wirkungsweise der Anlage im einzelnen beschrieben. Im Ausführungsbeispiel wird der Kühlstoffkreislauf beispielsweise durch eine Pumpe 2 aufrechterhalten, die die Kühlflüssigkeit vom Motor i zum Kühler 3 sowie über den Wärmeaustauscher 5 und gegebenenfalls über die parallel in den Kühlstoffkreislauf geschalteten Heizkörper 9, io fördert. Nach dem Austritt der Kühlflüssigkeit aus dem Motor i wird diese über eine Verbindungsleitung q. dem Wärmeaustauscher 5 zugeführt, der an die Abgasleitung 6 angeschlossen ist. Von dem Wärmeaustauscher 5 gelangt die Kühlflüssigkeit entweder über die Leitung 7 wieder zum Kühler zurück bzw. über eine weitere Leitung 8 beispielsweise zu zwei Heizkörpern 9 und io und von diesen über eine Leitung i i wieder zur Pumpe 2 bzw. zu dem Kühlsystem des Motors i zurück. Die Abgasleitung 6 des Motors ist dabei derart ausgebildet, daß mit Hilfe einer an sich bekannten, in die Leitung eingebauten Umschaltklappe 12, die beispielsweise selbsttätig in Abhängigkeit der jeweiligen Temperatur gesteuert wird, die Abgase entweder durch eine Leitung 13 unmittelbar ins Freie austreten oder über den Wärmeaustauscher 5 und eine daran anschließende Auslaßleitung 14. abgeleitet werden.The following shows how the system works described in detail. In the exemplary embodiment, the coolant circuit is, for example maintained by a pump 2 that carries the cooling liquid from the engine i to the radiator 3 and via the heat exchanger 5 and possibly via the parallel in the Coolant circuit switched radiator 9, io promotes. After the exit of the The coolant from the engine i is transferred to it via a connecting line q. the heat exchanger 5, which is connected to the exhaust pipe 6. From the heat exchanger 5, the cooling liquid either returns to the cooler via line 7 or via a further line 8, for example, to two radiators 9 and io and from these via a line i i back to pump 2 or to the cooling system of the engine i back. The exhaust pipe 6 of the engine is designed such that with the help a known per se, built into the line changeover valve 12, for example The exhaust gases are controlled automatically depending on the respective temperature either exit directly into the open through a line 13 or via the heat exchanger 5 and an outlet line 14 connected to it can be derived.

DieWirkungsweise ist dabei folgende: Bei kaltem Motor schließt die Klappe 12 .die direkte Auslaßleiturng 13 ab, so daß die Abgase dur ch den Wärmeaustauscher 5 geleitet werden. Es erfolgt damit eine wirkungsvolle Vorwärmung der Kühlflüssigkeit und eine rasche Anwärmung des Motors, wodurch sämtliche nachteiligen Erscheinungen, die mit einem Betrieb des Motors in unterkühltem Zustand verbunden sind, vermieden werden. Besonders erwähnenswert ist hier die erzielte Verringerung des Kraftstoffverbrauches, denn der bisher erforderliche Wärmeaufwand zur Aufheizurng von Motor und Kühlflüssigkeit, der einen erhöhten Verbrauch zur Folge hatte, kommt nun weitgehendst in Fortfall.The way it works is as follows: When the engine is cold, the Flap 12 .die direct Auslaßleiturng 13, so that the exhaust gases through the heat exchanger 5 are directed. This effectively preheats the coolant and a rapid warming up of the engine, eliminating all adverse phenomena, which are associated with an operation of the engine in a supercooled state, avoided will. Particularly noteworthy here is the reduction in fuel consumption achieved, because the previously required heat input to heat up the engine and coolant, which resulted in increased consumption is now largely eliminated.

In Abhängigkeit der jeweiligen Temperatur im Motorkühlsystem wird durch die Umschaltklappe 12 die Beaufschlagung des Wärmeaustauschers 5 selbsttätig gesteuert, bis schließlich bei Erreichung der gewünschten Temperatur die Umschaltklappe 12 den Zutritt der Abgase zum Wärmeaustauscher 5 völlig abschließt und die Abgase durch dieLeitung i@3 unmittelbar, abgeführt «erden. In diesem Fall erfolgt dann keine weitere Aufheizung der Kühlflüssigkeit im Wärmeaustauscher, und die Kühlflüssigkeit gelangt über die Leitung 7 zu dem in bekannter Weise angeordneten Kühler 3 zur Rückkühlung.Depending on the temperature in the engine cooling system, the actuation of the heat exchanger 5 automatically through the switchover flap 12 controlled until finally the changeover flap is reached when the desired temperature is reached 12 completely closes off the access of the exhaust gases to the heat exchanger 5 and the exhaust gases earth through the line i @ 3 directly, discharged. In this case then takes place no further heating of the cooling liquid in the heat exchanger, and the cooling liquid passes via line 7 to the cooler 3, which is arranged in a known manner, for recooling.

Zur Regelung der parallel in den Kühlstoffkreislauf geschalteten Heizkörper 9, io zur Beheizung des Wageninnern ist beispielsweise in die Verbindungsleitung zwischen dem Wärmeaustauscher 5 und den Heizkörpern 9, io ein Absperrventil i5 eingebaut. Soll beispielsweise in der kalten Jahreszeit die Wagenheizung in Betrieb genommen werden, so ist lediglich das Absperrventil 15 zu öffnen, wodurch die Heizkörper in den Kühlstoffkreislauf eingeschlossen werden. Hierbei erfolgt über den Wärmeaustauscher 5 eine ausreichende Aufheizun@g der Kühlflüssigkeit und gleichzeitig auch eine gerade bei tiefen Außentemperaturen besonders erwünschte Vorwärmung der Kühlflüssigkeit für den Motor. Die Umschaltklappe 12 hält dabei gemäß der niedrigen Temperatur des Kühlmittels den direkten Austritt der Abgase entsprechend lang geschlossen,- so daß diese über den Wärmeaustauscher 5 die Kühlflüssigkeit für die kombinierte Verwendung zur Vorwärmung des Motors und zur Heizung des Wageninnern wirkungsvoll aufheizen.For regulating the radiators connected in parallel to the coolant circuit 9, io for heating the interior of the car is, for example, in the connecting line A shut-off valve i5 is installed between the heat exchanger 5 and the radiators 9, io. Should, for example, the car heating be put into operation during the cold season only the shut-off valve 15 is to be opened, whereby the radiator be included in the coolant circuit. This takes place via the heat exchanger 5 a sufficient heating up of the coolant and at the same time a straight one Preheating of the coolant is particularly desirable at low outside temperatures for the engine. The changeover flap 12 holds according to the low temperature of the Coolant closed the direct exit of the exhaust gases correspondingly long, - so that this via the heat exchanger 5, the cooling liquid for the combined use heat effectively to preheat the engine and to heat the interior of the car.

Durch die Erfindung wird unter Ausnutzung der in den Abgasen enthaltenen Wärmeenergie auf einfache Weise und mit konstruktiv einfachen Mitteln der Vorteil erreicht, neben einer raschen Erwärmung des kalten Motors bzw. einer entsprechenden Warmhaltung des Motors bei niedrigen Außentemperaturen zugleich auch mit der aufgeheizten Kühlflüssigkeit eine wirksame Beheizung des Wageninnern durchführen zu können. Vorteilhaft ist dabei ferner noch, daß die Anordnung und Unterbringung der Heizkörper 9, io an jeder beliebigen Stelle des Fahrzeuges, nach dem Gesichtspunkt erfolgen kann, daß damit ein günstiger Heizwirkungsgrad erzielt wird. Die Anzahl der dabei verwendeten Heizkörper ist beliebig und beschränkt sich nicht auf die im Ausführungsbeispiel vorgesehene Zahl von zwei Heizkörpern. Erwähnt soll auch noch werden, daß bei Verwendung einer an sich bekannten Kühlerregulierung, z. B. mittels einer dem Kühler vorgeschalteten, verstellbaren Klappenreihe, eine Feinregulierung der Temperatur der Kühlflüssigkeit im Zusammenhang mit der erfindungsgemäß zur Regelung der Abgase vorgesehenen Umschaltklappe erzielt werden kann.The invention makes use of those contained in the exhaust gases Thermal energy in a simple way and with structurally simple means is the advantage achieved, in addition to a rapid warming of the cold engine or a corresponding one Keeping the engine warm at low outside temperatures at the same time as the heated one Coolant to be able to carry out effective heating of the interior of the car. Advantageous is also still that the arrangement and accommodation of the radiators 9, io at any point on the vehicle, according to which point can be made, that a favorable heating efficiency is achieved in this way. The number of used The radiator is arbitrary and is not limited to the one in the exemplary embodiment intended number of two radiators. It should also be mentioned that when used a known cooler regulation, z. B. by means of an upstream of the cooler, adjustable row of flaps, a fine adjustment of the temperature of the coolant in connection with the switchover flap provided according to the invention for regulating the exhaust gases can be achieved.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for preheating the cooling liquid of a motor vehicle by means of a heat exchanger which can be heated by the engine exhaust and is controllably connected to the engine exhaust line, characterized in that, viewed in the direction of the coolant flow, the heat exchanger is arranged behind the engine cooling chamber in front of the radiator and also on the heat exchanger parallel to the radiator a car heater in the form of a hot water heater is connected. a. Device according to Claim i, characterized in that the heating line for the interior of the car can be switched off by a shut-off valve. Cited publications: German Patent Specifications No. 733 046, 385 11a.